云南磷矿资源的特点

一、中国磷矿资源地理分布我国已探明磷矿资源分布在27个省自治区，湖北、湖南、四川、贵州和云南是磷矿富集区，5省份磷矿已查明资源储量（矿石量）135亿吨，占全国76.7%，按矿区矿石平均品位计算，5省份磷矿资源储量（P2O5量）28.66亿吨，占全国的90.4%。各省拥有磷矿资源储量按P2O5量排列，云南省磷矿列全国第一，矿石量40.2亿吨，P2O5量8.94亿吨，平均品位22.2%。湖北位居第二，矿石量30.4亿吨，P2O5量6.8亿吨，平均品位22.34%。贵州列第三，矿石量约27.8亿吨，P2O5量6.2亿吨，平均品位22.3%。四川列第四，矿石量约16亿吨，P2O5量3.5亿吨，平均品位21.2%。湖南列第五，矿石量20亿吨，P2O5量3.25亿吨，平均品位16%。西南地区云南、贵州和四川3省磷矿资源储量矿石量85亿吨，P2O5量18.6亿吨，平均品位22%。中原地区河南、湖北、湖南、广东、广西和海南6省自治区磷矿资源储量矿石量52亿吨，P2O5量10.2亿吨，平均品位19.6%。华东地区江苏、浙江、安徽、福建、江西和山东6省磷矿资源储量矿石量9.6亿吨，P2O5量0.9亿吨，平均品位10.1%。西北陕西、甘肃、青海、宁夏和新疆5省自治区磷矿已查明资源储量矿石量13亿吨，P2O5量0.88亿吨，平均品位6.59%。东三省和华北地区河北、内蒙古和山西6省磷矿资源储量矿石量16.4亿吨，P2O5量1亿吨，平均品位6.3%。二、中国磷矿质量分布我国Ⅰ级磷矿（P2O5≧30%）资源储量矿石量16.57亿吨（占矿石总量9.4%），P2O5量5.3亿吨（占P2O5总量16.7%）；分布在云南、贵州、湖北、四川、新疆、江苏和浙江6个省自治区，其中95.5%（以P2O5量计）分布在云贵鄂；云南省Ⅰ级磷矿资源储量矿石量7.28亿吨，含P2O5量2.19亿吨，会泽县梨树坪磷矿区是特大型富磷矿，资源储量矿石量超过7亿吨，P2O5量超过2亿吨，矿石P2O5含量平均30%；贵州省Ⅰ级磷矿资源储量矿石量3.67亿吨，含P2O5量1.26亿吨，主要分布在开阳磷矿洋水矿区；湖北省Ⅰ级磷矿资源储量矿石量4.89亿吨，含P2O5量1.61亿吨，富磷矿主要分布在湖北省宜昌杉树垭磷矿和挑水河磷矿。Ⅱ级磷矿（P2O525%～30%）资源储量矿石量21.2亿吨（占12%），P2O5量5.74亿吨（占18.1%），分布在云南、贵州、四川、湖北、湖南、甘肃、河北和内蒙古8个省自治区，其中97%（以P2O5量计）分布在云贵川鄂；云南省Ⅱ级磷矿资源储量主要分布在晋宁磷矿和昆阳磷矿，贵州Ⅱ级磷矿主要分布在瓮福磷矿白岩矿区和瓮安磷矿高坪矿区，四川Ⅱ级磷矿主要分布在马边县和绵竹地区，湖北Ⅱ级磷矿主要分布在湖北省兴－神磷矿瓦屋矿区、保康磷矿和兴山县树崆坪磷矿区。Ⅲ级磷矿（P2O512%～25%）资源储量矿石量105.2亿吨（占矿石总量59.6%），P2O5量19亿吨（占P2O5总量60%），云贵川湘鄂5省Ⅲ级磷矿资源储量P2O5量17.5亿吨，占全国Ⅲ级磷矿P2O5量的92%，各省最大的矿区分别是：云南省安宁县安宁矿区，资源储量矿石量超过5亿吨，P2O5量超过1亿吨，平均品位（P2O5）18.53%，贵州省织金县新华磷矿区，资源量矿石量超过14亿吨，P2O5量超过2.5亿吨，平均品位（P2O5）17.22%，四川省马边磷矿老河坝矿区，资源量矿石量超过2.8亿吨，P2O5量约6742万吨，平均品位（P2O5）23.5%，湖南省石门县东山峰磷矿，资源储量矿石量超过14亿吨，P2O5量超过2.2亿吨，平均品位（P2O5）15.6%，湖北省钟祥县荆襄磷矿，资源储量矿石量超过8亿吨，P2O5量约1.45亿吨，平均品位（P2O5）17.9%。我国磷矿品位（P2O5）小于12%的磷矿区有94个，资源量矿石量33.4亿吨（占19%），P2O5量1.68亿吨（占5.3%），矿区矿石量超过1亿吨并且P2O5量超过1000万吨的矿区有：云南省江川县云岩寺磷矿区，湖北省孝感磷矿黄麦岭矿区，内蒙古达茂旗布龙土磷矿区，陕西省凤县九子沟磷灰石矿，青海省湟中县上庄磷矿区。我国磷矿矿石类型主要有硅钙（镁）质磷块岩、硅质磷块岩，钙（镁）质磷块岩和磷灰石。硅钙（镁）质磷块岩资源储量约占我国磷矿资源储量的一半。云南省探明的磷矿资源总量占全国的22%,约为29.4亿,t平均地质品位22.40%(P2O5),磷资源总量位居全国首位,其中可采储量为3.90亿t(P2O5品位为27.49%),套改后的富矿(P2O5≥30.00%)可采储量为1.70亿t。扣除大小矿山的采出矿石量和损失后,截止到2002年底,云南省探明的富矿可采储量约0.87亿t。安宁地区磷矿资源总量为5.27亿,t占全省资源总量的18%,其中低品位磷矿约占总量的82%,目前主要开采了富矿,因此必须对中、低品位磷矿进行综合利用。云南省磷矿的主要类型是早寒武纪梅树村期浅海相沉积磷块岩,它是被若干群岛、古陆、水下隆起所环抱,而封闭条件较好的海湾泻湖形成磷酸盐盆地,形成时间距今约500万年以上。主要分布在南起玉溪的华宁,北经晋宁、海口、安宁、寻甸、曲靖、东川、会泽至昭通永善,长近500km,宽50~100km的4万余平方公里范围内;除滇池周围已经进行了详勘等级以上的地质工作外,大部分只进行了普查。滇池周围磷资源总量占全省总量的50%以上,磷矿石产量占全省的98%,而且全部是露天开采。云南省磷矿主要为胶磷矿,据统计,胶磷矿平均含量62.68%,此外还有少量的细晶磷灰石及次生的银星石、磷铝石等,胶磷矿在磷矿石中呈颗粒和胶结物两种形式存在,其中,以颗粒和胶结物存在的比例分别占53.31%和9.37%;此外,在胶磷矿中都有不同程度地混入的脉石矿物。磷矿石资源中P2O5含量在20%以下占了一半以上,主要是硅钙型磷块岩,普遍赋存于下矿层和埋藏于深部。伴生的脉石矿物主要为白云石、方解石、玉髓、石英、粘土矿物,还有少量的海绿石、黄铁矿及碳质物等,有害杂质的含量特点一般是镁高,铁铝较低。据统计,2002年和2003年云南省磷矿产量分别为1280万t和1180万,t同期省内消耗磷矿量875万t和920万t。据预测,2005年和2010年云南省将需磷矿1456万t和1818万,t目前磷矿生产无法满足市场需求,并且按此推算,富矿储量仅能维持6年。2005年和2010年后,云天化集团需磷精矿将达320万t/a和440万t/a以上,仅安宁地区所需磷精矿将达280万t/a以上,因此需对安宁地区的磷矿进行研究,目前安宁地区磷矿生产能力如表5所示。目前安宁地区磷矿生产能力大于实际需求,但云天化集团60万t/a磷酸二铵装置建成后,磷矿生产能力满足不了需求,第二期60万t/a磷酸二铵装置投产后缺口更大,预计远期安宁地区磷矿生产能力将达800万t/a以上。安宁地区现主要开采的是Ⅰ级品磷矿,当擦洗脱泥精矿要求P2O5≥31.00%时,其入选磷矿P2O5≥29.50%;据统计,即使Ⅰ+Ⅱ级品的磷矿全部能用于擦洗入选矿,安宁地区Ⅰ+Ⅱ级品磷矿储量的服务年限仅为6年。据了解,我国磷矿资源已被国土资源部列为2010年后不能满足国民经济发展需求的20个矿种之一,所以合理利用中、低品位磷矿资源是很重要的。云南磷矿石的类型为磷块岩,其中海口磷矿中低品位磷矿石以硅钙质磷块岩为主,而晋宁磷矿风化矿的储量较大,碳酸盐在风化淋滤过程中流失,浅层矿以硅质磷块岩为主,随着开采的深入,矿石中碳酸盐矿物的含量也在增加。在介绍云南磷矿资源的特点以及国内外磷矿选矿用浮选柱的试验研究及应用现状的基础上，探讨了云南中低品位磷矿选矿采用浮选柱的可行性。1矿石特性云南省磷矿主要为胶磷矿，据统计，胶磷矿平均含量62．68％，此外还有少量的细晶磷灰石及次生的银星石、磷铝石等。胶磷矿在磷矿石中以颗粒和胶结物两种形式存在，其中以颗粒和胶结物存在的比例分别占53．31％和9．37％，而且在胶磷矿中都不同程度地混入了脉石矿物。磷矿石资源中P2O5含量在20％以下的占了一半以上，主要是硅钙型磷块岩，普遍赋存于矿体深部。伴生的脉石矿物主要有白云石、方解石、玉髓、石英、粘土矿物，还有少量的海绿石、黄铁矿及炭质物等，有害杂质的含量特点一般是镁高，铁铝较低。2浮选柱浮选柱是一种新型高效浮选设备，它是具有柱型槽体的无机械搅拌充气式浮选设备。浮选柱原型是在2O世纪6O年代，由加拿大人皮埃尔·鲍廷和唐·怀勒等人研制发明，并申请了专利，但直到80年代初还未获得广泛应用，主要原因是浮选柱原型存在着一系列理论上的问题。80年代后，许多矿业发达国家，如加拿大、美国、澳大利亚等在浮选柱的基础理论、结构形式、发泡方式及自动控制等研究方面取得长足进展，从而使浮选柱得到广泛应用。在选矿厂中的应用范围不仅限于精选作业，而且扩展到粗选或扫选作业，国外已出现了全浮选柱选矿厂。浮选柱所处理的矿种包括铜、铅、锌、钼、镍、锰、铁、白钨、煤、萤石、石墨、滑石、重晶石、磷灰石等。加拿大工艺技术公司(简称CPT)是主要的浮选柱制造企业，它的浮选柱在国际市场占有率居世界第一。到目前为止，该公司已销售的浮选柱总量超过300台，其产品分布在加拿大、美国、智利、巴西、墨西哥、澳大利亚、南非、赞比亚等27个国家，所处理的矿物种类包括铜、铅、锌、钼、铁、煤及磷酸盐等。3浮选柱试验及应用我国从60年代中期开始推广应用浮选柱，尽管当时浮选柱技术并不成熟，但人们过于片面看中它节省投资的优点，所以至70年代初期，全国的浮选柱用户已达20多家。长期以来，浮选柱失败的原因主要在于气泡发生器的结构堵塞、运行不稳定、操作不便以及缺乏经验等。80年代以后这些浮选柱多数被拆除，代之以新型机械浮选机，而继续使用的厂家所剩无几。国内浮选柱研究单位首推中国矿业大学，但它们的技术主要应用在煤的浮选方面，共计有100多家应用了浮选柱，其中代表性的装置有上海大屯能源股份有限公司选煤厂的6台浮选柱，规格为03000×5700，浮选效果良好，水在系统内循环，每吨精煤补充新鲜水约100kg。武汉工程大学率先在国内用充填介质浮选柱对胶磷矿进行了浮选试验，浮选柱规格为050×1500和050×1800，泡沫高度为500，采用正一反浮选工艺，入矿品位为19．70％P2O5，正浮选所得磷矿品位为27．27％P2O5，磷收率达83．35％；反浮选所得磷矿品位为30．10％P2O5，磷收率达95．14％，相当于浮选机的一粗二精操作单元。国外对浮选柱应用于磷矿浮选做了不少的研究，如美国在实验室内用Φ146×1830的浮选柱对佛罗里达磷矿进行了试验，结果表明，在入选磷矿为P2O517．1％，酸不溶物78．5％，料浆质量分数66％的条件下，采用一次正浮选后，得到精矿为P20528．0％，磷收率为84．1％。印度的中央邦有着丰富的低品位硅质磷酸盐资源，为了利用该资源，采用了常规浮选试验来提高品位，结果显示，P2O5含量从12．76％提高到30．23％需要采用4段精选，P2O5回收率为83％，而精矿中SiO2含量无法降至10％以下。在此基础上，用美国戴斯特(Deister)机械公司提供的浮选柱Φ76mm进行了对比试验，收集带高仅1．5m，泡沫带高1．3m，用油酸钠作捕收剂，硅酸钠作抑制剂，用碳酸钠和盐酸调节pH，试验中药剂用量与常规浮选法相同，得到了以下结论：a．要得到大于90％的I)2O5回收率，短捕收带就足够了；b．空气流速极大地影响到精矿品位；C．较深的泡沫带利于排出夹杂的颗粒，从而提高精矿品位；d．冲洗水流速对精矿品位没有太大的影响，冲洗水流速应保持在最小值，以提高矿浆在浮柱中的停留时间；e．变量对P2O5含量的影响次序为：空气流速泡沫高度冲洗水流速；f．浮选柱可省去4段精选，可得到含SiO2仅为10％/的精矿。此外，加拿大CPT浮选柱已在我国得到了应用，德兴铜矿用Φ2400×10000的浮选柱对二段精选进行了工业试验，处理能力1万t／a，与浮选机对比，铜精矿品位提高4．62％，并且在金川公司也得到应用。应用结果表明，浮选柱的浮选效果优于浮选机。所以德